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徐州潘安湖风景区游览路线设计
摘要
本文针对徐州潘安湖风景区游览路线问题,利用最短路径算法,构建多个模
型以解决多个题目。
针对问题一,本文建立了模型 I—最短路径求解模型。根据题目要求计算从景
石出发,经过 1-6 所有景点最终到达湿地商业街的最短路径。依据最短路径算
法思想,考虑到该问题的背景是一个小型的湿地公园,只需经过 7 个,因而利
用 MATLAB 软件,采用暴力穷举模型,对总共 720 种可能进行对比分析,最终
得出最短路线的长度为 1820。
针对问题二,本文建立了模型 II—游览路线最优模型。考虑到要设置游览时
间最长,所以路径所消耗的时间要最短。根据步行速度 ,以及森林
小剧场的开放时间这个约束条件,在问题一中利用贪心法,在问题一中的 720
种可能中找到多个局部最优解,之后再对局部最优解进行穷举找出最优解,得
出表 4 游览时间最长的路线信息结果。

针对问题三,本文建立了模型三—旅游团最优模型。根据题目的约束条件,
要为三个旅游团分别设计一条能游览完全部 7 个景点且游览总时间最长的路线,
并且每个景点同时只能容纳 1 个旅游团游览。以浏览时间最长为设计指标,建
立最优化方程,利用组合优化思想,对每个景点进行图化,设计加权网络图,
将单 TSP 问题根据权值转换成 MTSP 问题
[1]
。之后利用遗传算法
[2
计算多旅行
商问题,最后得出表 5 的旅行路线信息。
针对问题四,本文建立了模型……。考虑到题目在问题三的基础上,添加步
行速度以及总的等待时间短的约束条件。采用最优路径思想,建立双目标优化
模型,将两个目标综合起来,变成一个目标,从而减少目标数量,并且假设各
个旅游团的标准时间差相互独立,从而把每个旅游团的标准时间差相加,得出
表 6 的路线信息。
针对问题五,
关键词:写入关键词(3-5 个)
遗传算法 MTSP 穷举 图论

一、 问题重述
本题基于潘安湖景区的部分景点(如图 1 所示),请在如下的假设下,完成徐
州潘安湖风景区游览路线设计问题。
假设:
(1)任意两个景点之间的最短步行距离如表 1 给出。
(2)第二问、第三问假设步行速度 。
(3)游客在景区停留的时间由“景点之间的步行时间”、“景点游览时间(即
在景点内游玩的时间)” 和“在景区外的等待时间”三部分组成,其他时间忽略不
计,游览时间必须符合表 2 的要求。
1. 从景石出发,步行游览以下景点: ① 游客服务中心,②阳光草坪,③森林小
剧场,④儿童科普体验区,⑤儿童戏水场,⑥湿地博物馆,⑦湿地商业街。
建立数学模型,找出从景石出发,到达⑦湿地商业街,并且经过①—⑥所有
景点至少 1 次的距离最短的路线,计算该路线的长度,并将相关结果填入表
格 3。注:在每个景点不用停留。

2. 如果某游客 12:00 从景石出发,要求他 17:00 前到达湿地商业街,17:30
离开湿地商业街(注:根据表 2 的要求在湿地商业街游览时间至少为 30 分
钟)。建立数学模型,为该游客设计一条能游览完全部景点(景点①—⑦)且
游览总时间最长的游览路线(假设在各个景点没有等待时间),并完成表 4
的填写。
3. 如果有 3 个旅游团,12:00 同时从景石出发,要求三个旅游团 17:00 前到
达湿地商业街,17:30 离开湿地商业街(注:根据表 2 的要求在湿地商业街
游览时间至少为 30 分钟),并且每个景点(湿地商业街除外)同时只能容纳
1 个旅游团游览,按照时间顺序后到达的旅游团,需要等待先到达的旅游团
游览结束之后才能开始游览。建立数学模型,为三个旅游团分别设计一条能
游览完全部 7 个景点且游览总时间最长的游览路线,并完成表 5 的填写。
4. 假设 3 个旅游团的步行速度可以在 到 之间调节,但是总的平
均步行速度不能超过 ,3 个旅游团 12:00 同时从景石出发,要求三
个旅游团 17:00 前到达湿地商业街,17:30 离开湿地商业街(注:根据表 2

的要求在湿地商业街游览时间至少为 30 分钟),并且每个景点(湿地商业街
除外)同时只能容纳 1 个旅游团游览,按照时间顺序后到达的旅游团,需要
等待先到达的旅游团游览结束之后才能开始游览。建立数学模型,为三个旅
游团分别设计一条能游览完全部 7 个景点且游览总时间长,总的等待时间短
的游览路线,并完成表 6 的填写。
5. 在现实中,考虑如下两个不确定性因素
(1)不同旅游团从景石出发的时间具有不确定性,例如,多个旅游团在不同
的时间从景石出发开始游览,在此情况下到达湿地商业街的时间可以顺
延。
(2)每个景点的等待时间也存在不确定性因素,例如,旅游设施短时间的维
护和清理,或者受到散客客流的影响。
考虑上述两个不确定性因素,其它条件与问题 4 相同,建立数学模型,
为多个旅游团分别设计一条能游览完全部 7 个景点且游览总时间长,总的
等待时间短的游览路线。
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